САЩ са на път да се впуснат в нова ера на суперкомпютрите, с скок напред в процесорната мощ веднъж на десетилетие, което ще има голям ефект върху области, вариращи от изследване на изменението на климата до тестване на ядрени оръжия.
Но националното перчене, обикновено предизвикано от подобни пробиви, вероятно ще бъде приглушено. Китай първи премина този крайъгълен камък и вече е на път да изгради цяло поколение усъвършенствани суперкомпютри отвъд всичко, което все още се използва другаде.
Това, което прави напредъка още по-забележителен, според американски експерти в тази област, е, че постижението на Китай е направено с местна технология, след като Вашингтон блокира достъпа до американския хардуер, отдавна считан за критичен за такива системи.
Натрупването на суперкомпютърната програма на Китай, която датира от повече от две десетилетия, доведе до „зашеметяваща ситуация“, при която страната сега е водеща в света, каза Джак Донгара, американски суперкомпютърен експерт.
Най-напредналите суперкомпютри се използват за подобряване на симулациите на много сложни системи, например създаване на по-добри модели на изменението на климата или ефектите от ядрени взривове. Но тяхното тайно използване в класифицирани области, като побеждаването на криптирането, вероятно ще ги превърне в ключови инструменти за националната сигурност, според Никълъс Хайъм, професор по математика в университета в Манчестър.
Китай вече имаше повече суперкомпютри в списъка Топ 500 на най-мощните компютри в света, отколкото всяка друга страна — 186 в сравнение със 123 в САЩ. Сега, изпреварвайки САЩ до следващия голям пробив в тази област и планирайки поредица от такива машини, те са в състояние да завладеят високите позиции на компютрите за години напред.
Китайският пробив дойде в надпреварата за изграждане на така наречените екзамащабни суперкомпютри, системи, които могат да обработват 10 на степен 18 изчисления в секунда. Това ги прави хиляда пъти по-бързи от първата петафлопс система, която ги предшества преди повече от десетилетие.
През последните месеци в националната лаборатория на Министерството на енергетиката на САЩ в Оук Ридж в Тенеси се работи по сглобяването и тестването на първата от трите екзаскални системи, планирани в страната. Ако неизбежните „бъгове“ бъдат изгладени, пристигането на екзамащабни компютри в САЩ може да бъде потвърдено в края на май с публикуването на списъка Топ 500 два пъти годишно, според Dongarra, който поддържа списъка.
За разлика от това, първата екзамащабна система в Китай работи повече от година и оттогава към нея се присъедини втора, според неотдавнашна презентация на Дейвид Каханер, директор на Азиатската технологична информационна програма, чието изследване е широко цитирано като най-авторитетният.
Китай не е разкрил официално, че има две екзаскални системи. Но тяхното съществуване беше потвърдено в края на миналата година, когато научните изследвания, проведени с помощта на машините, бяха записани за наградата Гордън Бел, като една статия взе най-високите отличия в международното суперкомпютърно състезание.
Страната с най-напредналите суперкомпютри има очевидно предимство в националната отбрана пред своите противници, каза Хорст Саймън, който доскоро беше заместник-директор на националната лаборатория на Лорънс Бъркли към Министерството на енергетиката на САЩ.
Решението на Китай да не потвърди официално своя суперкомпютърен пробив е отклонение от десетилетия история в областта, където учените обикновено говорят открито за постиженията си, а страните побързаха да заявят, че се хвалят с най-добрите машини. Секретността може да е била, за да се предотврати по-нататъшно отмъщение от САЩ, според експерти.
Вашингтон наложи целенасочени санкции срещу пет китайски организации, занимаващи се със суперкомпютри през 2019 г., след което последва преди година с нов кръг срещу още седем групи. Втората вълна беше въведена месец след пускането в експлоатация на първата китайска екзамащабна система.
Предишен опит на Китай да преодолее бариерата на екзамащаба разчиташе на технология от американския производител на чипове AMD, оставяйки го уязвим за търговските ограничения на САЩ. За разлика от тях, настоящите му две екзаскални системи са базирани на вътрешни дизайни на чипове. Местните разработчици на чиповете, използвани в двете гигантски нови системи – Tianjin Phytium Information Technology и Shanghai High-Performance Integrated Circuit Design Center – бяха и двамата в миналогодишния списък със санкции на САЩ.
„Мисля, че е доста впечатляващо, че те успяха да въведат система, базирана на собствена технология за много кратък период от време“, каза Донгара. Той добави, че не е ясно дали чиповете са произведени в континентален Китай - който все още изостава с години в сравнение с най-модерните фабрики за чипове в света - или в Тайван.
Китай изгражда национална индустрия около суперкомпютри от години, като за първи път шокира основните си съперници в САЩ и Япония през 2000 г., когато представи това, което тогава беше най-бързата машина в света. Но зората на ерата на компютрите в екзамащаб може да бъде шанс да вземете по-ясна преднина.
Докато САЩ работят по три екзамащабни системи, целта на Китай е да има 10 системи до 2025 г., според Каханер. Неговото изследване показва, че китайските компании сега са по-фокусирани върху вътрешната конкуренция, отколкото върху това, което правят техните международни конкуренти. Тъй като между двете нации се отваря пропаст, САЩ трябва да обмислят разхлабване на своите санкции срещу водещия национален суперкомпютърен център на Китай в Wuxi с надеждата за „по-задълбочен поглед върху тези [китайски] системи“, според Каханер.
Въпреки лидерството на Китай в хардуера, Каханер и други посочват широчината на възможностите на САЩ като сила, особено що се отнася до софтуера. Половината от цената от 3,2 милиарда долара на трите екзаскални компютъра на Министерството на енергетиката на САЩ произтича от десетилетни усилия да се напишат програми, които да работят на новата компютърна архитектура. Освен това китайските изследвания в напредналата математика рядко се показват в области, свързани със суперкомпютри, каза Хигъм.
Относно своя призив за по-голямо сътрудничество между Китай и САЩ, Каханер каза: „Достъпът до нови системи позволява експериментиране, което е от полза за всички страни. До максималната възможна степен, в съответствие със сигурността и честната/балансирана конкуренция, повече достъп е по-добре.“
Но тъй като Китай все още не е признал публично своята нова суперкомпютърна мощ и САЩ все още настояват за санкции срещу Китай, за да се опитат да ограничат възхода му като технологична сила, това може да остане далечна надежда.
